貴州省夜郎湖水庫富營養化趨勢研究

孟凡麗

1 水庫自然環境概況

夜郎湖水庫建于1989年，位于黔中地區西部的普定縣境內，屬三岔河流域，行政區劃隸屬貴州省安順市;夜郎湖流域面積為5 871 km2，占三岔河流域面積的80.8%，壩址以上河長240 km。水面面積21.6 km2，庫長42 km，湖面最寬處2.5 km，最窄處60 m，總庫容4.2×108m3，正常蓄水3.77×108m3，調節庫容2.67×108m3，死庫容1.1×108m3，年均過水量38×108m3，現有電站裝機容量7.5×104kW，夜郎湖水庫具有飲用、發電、農灌、旅游、養殖、工業用水等功能。

2 水庫水質狀況

2.1 水庫水質現狀評價方法及評價結果

水質評價采用單項指標超標率統計和綜合污染指數計算兩種方法，所用水質監測數據引自《貴州省環境質量報告書》［1］。

(1)單項指標:

按照GB 3838—2002標準中水環境功能區監測分析要求，在2001—2010年所監測的各項指標中，除總氮、總磷和石油類3項外，其它各項均低于GB 3838—2002標準中Ⅲ類水環境功能區的標準限值，其中，總氮指標超標倍數最高達4倍。在2005—2010年枯、豐、平各期，所監測的各項指標均符合GB 3838—2002標準中Ⅲ類水環境功能區的標準限值，水質處于良好狀態。

(2)綜合污染指數:

綜合污染指數計算公式:

式中:P——污染指數;

n——參評項目數;

Pi=Ci/Ci0

其中Ci、Ci0分別為第i項污染物實測濃度與相應的評價標準值，單位均為mg/L。

通過計算夜郎湖水庫2001—2010年的綜合污染指數，按照水質污染程度劃分列表對各年度進行評價，結果見表1。

表1 夜郎湖水庫2001—2010年度綜合污染指數評價結果

由表1看出，2001—2010年度夜郎湖水庫水質綜合污染指數在0.415～0.635間變化，有三個年度污染級別為中度污染，其余年份均為輕度污染。

2.2 水庫富營養化評價

2.2.1 評價方法

水庫的富營養化評價采用修正卡森營養狀態指數法，湖庫綜合營養狀態指數計算公式如下［2］:

式中:TLI(∑)—綜合營養狀態指數;

Wj—第j種參數的營養狀態指數的相關權重;

TLI(j)—代表第j種參數的營養狀態指數。

以chl-a作為基準參數，則第j種參數歸一化的相關權重計算公式為:

式中:rij—第j種參數與chl-a的相關系數; m—評價參數的個數。

采用0～100系列連續數值進行湖庫營養狀態分級。其營養狀態級別分為:貧營養、中營養、輕度富營養、中度富營養、重度富營養等五級，湖庫營養狀態水質類別與評分值對應關系見表2。

表2 湖庫營養狀態水質類別與評分值對應表

2.2.1 評價結果

因監測資料缺少葉綠素和透明度兩個監測項目，本文根據葉綠素、透明度與總磷的關系［3］，計算葉綠素和透明度兩個指標數值，再進行評價，2001—2010年夜郎湖水庫綜合營養狀態指數變化情況見圖1。

圖1 夜郎湖水庫2001—2010年綜合營養狀態指數變化

2001—2010年夜郎湖水庫總體水質處于“良好”水平，綜合營養狀態指數介于31.3～38.8之間，均為中營養化水平;從單項營養狀態指數方面來看，總氮單項營養狀態值達到重度營養級別的有兩年，表明其水質已經受到含氮污染物的重度污染;總磷單項營養狀態值均在中營養級別范圍內，水質受到含磷污染物的影響較小。

3 水庫富營養化趨勢研究

3.1 研究方法

衡量環境污染變化趨勢最常用的方法是Daniel的趨勢檢驗.它使用了spearman秩相關系數法［4］。首先列出時間周期Y1，Y2，Y3，……，YN和它們的相應值X(即年均值C1，C2，C3，……，CN)，由小至大排列，統計檢驗用的秩相關系數按下式計算:

式中:rs——秩相關系數;

di——變量Xi和變量Yi的差值;

Xi——周期i～N濃度值由小至大排列的序號;

Yi——按時間排列的序號。

計算后，將秩相關系數的絕對值同spearman秩相關系數統計表(顯著水平為0.05)中的臨界值Wp進行比較。如果 rs＞Wp則表明變化趨勢有顯著意義，如果是負值，則表明為下降趨勢。

3.2 研究結果

根據公式(4)、(5)對夜郎湖水庫2001—2010年綜合營養狀態指數進行趨勢研究計算，得出秩相關系數為0.297，由此看出，近10年來夜郎湖水庫綜合營養狀態指數呈上升趨勢，但無顯著意義，這與富營養化狀態評價結果顯示的夜郎湖水庫2001—2010年富營養化多為中營養狀態相吻合。

4 結語

(1)2001—2010年度夜郎湖水庫水質處于良好狀態，其綜合污染指數在0.415～0.635間變化，有三個年度污染級別為中度污染，其余年份均為輕度污染;

(2)2001—2010年夜郎湖水庫總體水質處于“良好”水平，綜合營養狀態指數介于31.3～38.8之間，均為中營養化水平;

(3)采用spearman秩相關系數法分析知，近10年來夜郎湖水庫綜合營養狀態指數呈上升趨勢，但無顯著意義，這與富營養化狀態評價結果顯示的夜郎湖水庫2001—2010年富營養化多為中營養狀態相吻合。

［1］貴州省環境保護廳.貴州省環境質量報告書［R］.貴陽: 2001-2010.

［2］國家環境保護總局.中國湖泊富營養化及其防治研究［M］.北京:中國環境科學出版社，2001.

［3］金相燦，屠清瑛.湖泊富營養化調查規范(第二版)［M］.北京:中國環境科學出版社，1990.

［4］孫山澤等.概率與統計(第二版)［M］.北京:科學出版社，2002.